如何计算和选择辅助设备？

7.3.3.1　物料供给器

供料器有各种不同类型,从机理上可分为重力作用式、机械力作用式、往复式及振动式、气压式及流化式。其中重力作用式可分为闸板、旋转式供料器、锁气料斗式供料器、圆盘加料器、立式螺旋供料器;机械力作用式包括带式供料器、板式供料器、链式供料器、螺旋加料器、斗式供料器;往复式及振动式又分为柱塞式供料器、往复板式供料器、振动供料器等;气压式及流态化式分为喷射器和空气槽两种。各式供料器的详细结构可参阅文献[4,6],其中,以重力作用式中的旋转式供料器应用最为广泛。旋转式供料器大致可分为旋转叶轮式[如图7-17(a)所示]和旋转转子式[如图7-17(b)所示]两种,旋转叶轮式供料器又称星形加料器,其结构如图7-18所示。

图7-17　旋转式供料器的型式

图7-18　星形加料器

带有若干叶片的转子在机壳内旋转,物料从上部料斗或容器下落到叶片之间,然后随叶片旋转至下端,便将物料排出。它一般具有以下特点:

①结构简单,运转、维修方便;

②尺寸小,在狭窄处或低矮处也都可以安装使用;

③基本上能定量地供料;

④即使上部料斗或容器中物料的数量有变化,供料量变化也不大;

⑤靠改变转速就能很容易地调节供料量;

⑥在一定的转速范围内,供料量与转速大致成正比;

⑦具有一定程度的气密性;

⑧颗粒几乎不产生破碎;

⑨除膏糊状物料外,几乎可以应用于所有粉体颗粒状物料在干燥过程中的进、出料;

⑩对温度高达300℃左右的高温物料也能适用。

在设计加料器时应注意以下几个方面。

①星形加料器的供料量,一般在低转速时与转速大致成正比。但超过某一转速时,供料量反而下降,并出现不稳定。这是由于圆周速度过高时,叶片在物料进口处将物料飞溅开,使物料不能充分落入叶片之间;而在物料出口处,未等物料全部排尽又被叶片甩上的缘故。设计时,叶轮圆周速度取0.3～0.6 m/s为宜,转速一般不大于30 r/min。

②星形加料器在排送高温物料时,为防止因结露现象导致物料结块,应在外壳保温或加热。

③星形加料器在排送粉状物料时,为防止物料黏附在叶轮上造成堵塞,叶轮直径不宜过小,同时在结构上应减少死角,使叶片之间的料槽轴向宽而径向浅。(https://www.xing528.com)

旋转供料器的供料量G(m3/h)可按下式计算

式中,q为转子旋转一周排出的容积,m3/r;n为转子的转速,r/min;ηv为容积效率。

供料器的容积效率,即实际供料的物料容积与旋转叶片之间的几何容积之比,随物料的物理性质、旋转供料器上下的压力差以及转速等的不同有显著的变化,但在一定条件下,只是转速的函数。转速与容积效率ηv关系可通过实验求得,考虑留有一定的裕量,一般可取ηv=0.75～0.85。

7.3.3.2　气体预分布器

为使气体更均匀地进入分布板,一般在流化床干燥器内加设气体预分布器,将气体先分布一次,这样可避免气流直冲分布板而造成局部流速过高,可使分布板在较低阻力下达到均匀布气的作用,对于大型设备(床径大于1.5 m)更是如此。各种型式的气体预分布器分别如图7-19～图7-22所示。

图7-19　气体预分布器

图7-20　同心圆锥壳型预分布器

图7-21　弯头式预分布器

图7-22　预分布器

7.3.3.3　空气预热器

由式(7-9)计算空气预热器每小时需提供的热量。考虑设备的热损失,以计算值增加15%作为空气预热器的最大供热量,并可反算最大供气量。详细内容可查阅文献[4,6,7]。

7.3.3.4　旋风分离器

由于对旋风分离器内气流运动的规律还没有充分的认识,关于它的设计,目前还是根据生产数据进行选用。首先根据使用时的允许压降确定进口气速,若没有提供允许的压降数据,一般取进口气速15～25 m/s;再根据处理气量决定进口面积A、入口宽度b及入口高度h。最后,根据选定的旋风分离器的各部分几何比例关系确定各部分尺寸,详见第6章。

7.3.3.5　排风机

整个系统在负压下运行。对整个系统的压力损失作估算,然后由排风温度和排风量选择排风机,并考虑25%的排风余量。